KR101045178B1 - 대기전력을 차단할 수 있는 전자식 전력량계 및 그의 제어방법 - Google Patents

대기전력을 차단할 수 있는 전자식 전력량계 및 그의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부하기기의 오프 후 대기전력량을 표시할 수 있는 전자식 전력량계를 제공하려는 것으로, 본 발명에 따라서 전원으로부터 부하기기로의 배선에 접속되고, 상기 배선의 전압에 근거하여 부하기기의 오프(off) 상태를 감지하고, 부하기기의 오프 상태를 감지했을 때 검출전압과 검출 전류와 경과시간에 따라 대기전력량을 연산하여 제공하는 대기전력 계량 회로부; 상기 대기전력 계량 회로부에 접속되어, 상기 대기전력 계량 회로부가 제공하는 대기전력량을 표시하는 표시부를 포함하는 전자식 전력량계가 개시된다.
대기전력, 전자식 전력량계

Description

대기전력을 차단할 수 있는 전자식 전력량계 및 그의 제어방법{ELECTRONIC WATT HOUR METER CAPABLE OF CUTTING STANDBY POWER AND CONTROL METHOD OF THE SAME METER}
본 발명은 전자식 전력량계에 관한 것으로, 특히 대기전력을 표시하거나 차단할 수 있는 전자식 전력량계 및 그의 제어방법에 관한 것이다.
전자식 전력량계는, 검출한 전류와 전압을 승산(곱셈)하고 이를 시간경과에 따라 누적하여 사용전력량을 계량하는 계량기기로서, 사용전력량을 액정표시장치와 같은 표시기를 이용하여 표시할 수 있다. 전자식 전력량계는, 상기 승산과 시간경과에 따른 누적적산을 위해 마이크로 프로세서(microprocessor)를 구비하고, 전류 검출용 센서로서 변류기(Current Transformer)를 구비하고 전압 검출용 센서로서 계기용 변성기(Potential Transformer)를 구비하며, 검출된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 구성이 일반적으로 잘알려져 있다.
한편, 가정내에서 개인용 컴퓨터와 모니터(monitor), 텔레비젼, 선풍기 등 전기적 부하기기들은 스위치를 오프(off)하여도 콘센트에서 전원 플러그(plug)를 분리하지 않는 한 대기전력이 부하기기들에 계속 공급되고 소모되며, 이러한 대기전력은 사용전력의 약 10%에 달한다.
따라서, 본 발명의 제 1 목적은 이러한 대기전력 사용량을 표시하여 전기가 낭비되고 있는 것을 전력 사용자에게 알려줌으로써 대기전력 소모를 사용자가 직접 차단하도록 유도할 수 있는 전자식 전력량계를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은, 대기전력을 자동으로 차단하여 대기전력 소모를 자동으로 절감시킬 수 있는 전자식 전력량계를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 3 목적은, 대기전력 사용량을 표시하여 전기가 낭비되고 있는 것을 전력 사용자에게 알려줌으로써 대기전력 소모를 사용자가 직접 차단하도록 유도할 수 있는 전자식 전력량계의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 4 목적은, 대기전력을 자동으로 차단하여 대기전력 소모를 자동으로 절감시킬 수 있는 전자식 전력량계의 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 제 1 목적은, 전자식 전력량계에 있어서,
전원으로부터 부하기기로의 배선에 접속되고, 상기 배선의 전압에 근거하여 부하기기의 오프(off) 상태를 감지하고, 부하기기의 오프 상태를 감지했을 때 검출전압과 검출 전류와 경과시간에 따라 대기전력량을 연산하여 제공하는 대기전력 계량 회로부;
상기 대기전력 계량 회로부에 접속되어, 상기 대기전력 계량 회로부가 제공하는 대기전력량을 표시하는 표시부를 포함하는 본 발명에 따른 전자식 전력량계를 제공함으로써 달성될 수 있다.
상기 본 발명의 제 2 목적은, 상기 전자식 전력량계에 있어서, 전원과 부하기기사이에 직렬로 접속되어, 부하기기로의 공급되는 전원을 차단하는 차단위치와 전원을 공급하는 공급위치로 절환가능한 스위치 부;
상기 대기전력 계량 회로부 및 상기 스위치 부에 접속되어, 상기 대기전력 계량 회로부가 부하기기의 오프 상태를 감지한 신호를 출력하면, 설정된 시간이 경과했을 때 상기 스위치 부를 차단위치로 절환하도록 제어하고, 요구신호의 수신에 따라서 상기 스위치 부를 차단위치로부터 공급위치로 절환하도록 제어하는 제어부;
상기 제어부에 접속되어, 상기 제어부에 상기 설정 시간 정보를 제공하기 위한 시간 설정부; 및
상기 제어부에 접속되어, 상기 스위치 부를 차단위치로부터 공급위치로 절환하도록 상기 요구신호를 상기 제어부에 제공할 수 있는 리셋 스위치(reset switch) 부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 전자식 전력량계를 제공함으로써 달성될 수 있다.
상기 본 발명의 제 3 목적은, 전자식 전력량계의 제어방법에 있어서,
부하기기가 오프(off)되었는 지 검출하는 단계; 및
부하기기가 오프되었을 때, 대기전력을 계량하고 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 전자식 전력량계의 제어방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
상기 본 발명의 제 4 목적은, 상기 전자식 전력량계의 제어방법에 있어서, 부하기기가 오프되었을 때 설정시간이 경과되었는지 결정하는 단계;
전원으로부터 부하기기로의 전원공급을 차단할 수 있는 스위치가 준비된 상태에서, 설정시간이 경과되었을 때 차단위치로 절환하도록 상기 스위치를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 전자식 전력량계의 제어방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 전자식 전력량계 및 그의 제어방법은, 대기전력을 계량하여 이를 표시할 수 있으므로, 사용자에게 대기전력을 자발적으로 차단하도록 유도하여 대기전력의 낭비를 감축할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 전자식 전력량계 및 그의 제어방법은, 설정시간이 경과했을 때 전자식 전력량계가 스위치를 이용하여 대기전력을 자동으로 차단할 수 있으므로, 사용자가 대기전력을 차단하지 않더라도 설정시간이 경과되면 대기전력을 자동으로 차단할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 전자식 전력량계 및 그의 제어방법은, 리셋 스위치를 이용하여 대기전력 차단으로부터 전원 공급을 재개할 수 있어, 부하기기를 다시 온 시키는 데 어려움이 없는 효과를 얻을 수 있다.
상기 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 이하의 상세한 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 대기전력 차단이 가능한 전자식 전력량계를 포함하는 전원과 부하기기의 구성을 보여주는 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 대기전력 차단이 가능한 전자식 전력량계의 제어방법을 보여주는 흐름도이다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 대기전력 차단이 가능한 전자식 전력량계를 포함하는 전원과 부하기기의 구성을 설명한다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 전자식 전력량계(3)는 전원(1)과 부하기기(2) 사이에 접속되도록 설치될 수 있다.
전원(1)은 인입된 댁내 전력 배선으로 구성될 수 있으며, 구체적으로 예컨대 220 볼트(volts) 단상 교류 상용전원으로 구성될 수 있다.
부하기기(2)는 TV로 표시된 바와 같은 가정의 가전제품들, 예를 들어 텔레비젼, 개인용 컴퓨터, 전기 세탁기, 컴팩트 디스크 플레이어(Compact Disk Player), 전자레인지 등을 포함하는 전기로 구동되는 부하기기들을 의미하는 것으로 해석될 수 있다. 여기서 부하기기(2)는 일반적으로 항상 전원을 공급되게 하여 사용되는 냉장고와 같은 전기기기는 포함하지 않는 것으로 해석될 수 있다.
본 발명에 따른 전자식 전력량계(3)는 대기전력 계량 회로부(3a)와 표시부(3f)를 포함한다.
대기전력 계량 회로부(3a)는 전원(1)으로부터 부하기기(2)로의 배선에 접속되고, 상기 배선의 전압에 근거하여 부하기기의 오프(off) 상태를 감지할 수 있다. 더욱 상세히, 대기전력 계량 회로부(3a)는 예컨대 부하기기가 온(on) 상태일 때는 상기 배선의 전압이 낮아지고 오프 상태일 때는 높아지는 것에 따라 상기 배선의 전압 검출값을 미리 결정된 기준 전압값과 비교하여 부하기기의 온 또는 오프 상태를 결정하도록 구성할 수 있다. 이러한 대기전력 계량 회로부(3a)의 구성은 전자식 전력량계(3) 내에 구비되어 있는 마이크로 프로세서(microprocessor)와 미리 저장된 처리 프로그램 및 미리 설정된 기준 전압값을 기반으로 수행될 수 있다. 대기전력 계량 회로부(3a)는, 상기와 같이 상기 배선의 전압에 근거하여 부하기기의 오프 상태를 감지했을 때, 검출전압과 검출전류와 경과시간에 따라 대기전력량을 연산하여 제공한다. 여기서, 대기전력 계량 회로부(3a)는 전자식 전력량계에 구비되는 것으로서 미도시의 변류기(Current Transformer)와 미도시의 계기용 변성기(Potential Transformer)를 각각 검출전류를 얻기 위한 수단과 검출전압을 얻기 위한 수단으로서 포함할 수 있다. 대기전력 계량 회로부(3a)는 마이크로 프로세서(microprocessor)와 미리 저장된 처리 프로그램을 포함하여 상기 변류기와 상기 계기용 변성기가 제공하는 검출전류와 검출전압을 승산하고, 승산결과값을 경과시간에 따라 누적가산(적분연산)함으로써 대기전력량을 연산할 수 있다.
표시부(3f)는 대기전력 계량 회로부(3a)에 접속되어, 대기전력 계량 회로부 (3a)가 제공하는 대기전력량을 표시할 수 있다. 구체적으로 표시부(3f)는 대기전력 계량회로부(3a)가 제공하는 대기전력량의 디지털 계량 데이터를 수신하여 이를 표시하는 액정디스플레이(Liquid Crystal Display)로 구성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 본 발명에 따른 전자식 전력량계(3)는 스위치 부(3b), 제어부(3e), 시간 설정부(3c) 및 리셋 스위치(reset switch)(3d)를 추가하여 포함할 수 있다.
스위치 부(3b)는 전원(1)과 부하기기(2)사이에 직렬로 접속되어, 부하기기(2)로의 공급되는 전원을 차단하는 차단위치와 전원을 공급하는 공급위치로 절환가능한 스위치이다. 스위치 부(3b)는, 릴레이(relay)로 구성될 수 있으며, 상기 릴레이는 제어부(3e)의 제어에 따라서 여자(magnetizing) 또는 소자(demagnetizing)되는 여자코일과, 상기 여자코일의 자력에 의해 폐로 위치(closing position)로부터 개로 위치(open position)로 절환하는 상시 폐로 접점을 포함할 수 있다. 바람직한 실시 예에 따라 스위치 부(3b)는 전자식 전력량계(3) 내에 내장되게 설치될 수 있다.
제어부(3e)는 대기전력 계량 회로부(3a) 및 스위치 부(3b)에 접속되어, 대기전력 계량 회로부(3a)가 부하기기(2)의 오프 상태를 감지한 신호를 출력하면, 설정된 시간이 경과했을 때 스위치 부(3b)를 차단위치로 절환하도록 제어하고, 요구신호의 수신에 따라서 스위치 부(3b)를 차단위치로부터 공급위치로 절환하도록 제어한다. 여기서, 대기전력 계량 회로부(3a)와 제어부(3e)는 물리적으로 하나의 마이크로 프로세서와 각각의 기능을 정의한 처리 프로그램에 의해 구성될 수 있다.
시간 설정부(3c)는 제어부(3e)에 접속되어, 제어부(3e)에 상기 설정 시간 정보를 제공하기 위한 수단으로서, 시간 설정을 위한 표시부와 입력스위치부 및 설정된 시간 정보를 저장하는 메모리(memory)로 구성될 수 있다, 여기서, 표시부는 상기 표시부(3f)가 이용될 수 있고, 입력스위치부는 예컨대 버튼 스위치(button switch), 키이 스위치(key switch) 등이 이용하여 구성할 수 있으며, 메모리는 전 자식 전력량계(3)의 대기전력 계량 회로부(3a)를 구성하는 마이크로프로세서의 메모리 또는 별도의 읽기/쓰기가 가능한 비휘발성 메모리, 예컨대 플래시 메모리(flash memory)로 구성될 수 있다.
리셋 스위치(3d)는 제어부(3e)에 접속되어, 스위치 부(3b)를 차단위치로부터 공급위치로 절환하도록 상기 요구신호를 제어부(3e)에 제공할 수 있다. 즉, 리셋 스위치(3d)는, 사용자가 부하기기(2)를 다시 켜고 싶을 때(온 조작하고 싶을 때), 본 발명에 따른 전자식 전력량계(3)에 의한 대기전력 차단을 중단하고 전원공급을 재개하도록 요구할 수 있는 조작 스위치로서 마련된다. 이러한 리셋 스위치(3d)는 구체적으로 전자식 전력량계(3)의 전면에 마련되는 버튼 스위치(button switch), 키이 스위치(key switch) 등으로 구성될 수 있고, 리셋 스위치(3d)의 하부에 "대기전력 차단 중지 스위치"등 리셋 스위치(3d)의 기능안내 표기를 하는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 대기전력 차단이 가능한 전자식 전력량계의 제어방법과 본 발명에 따른 대기전력 차단이 가능한 전자식 전력량계의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 단계 1(S1)에서 부하기기가 오프(off)되었는 지 검출한다. 이러한 단계 1(S1)은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 전자식 전력량계(3)에 있어서 전원(1)으로부터 부하기기(2)로의 배선에 접속되어, 상기 배선의 전압에 근거하여 부하기기의 오프(off) 상태를 감지할 수 있는 대기전력 계량 회로부(3a)에 의해서 수행될 수 있다.
다음, 단계 2(S2)에서, 부하기기가 오프되었을 때, 대기전력을 계량하고 표시한다. 즉, 도 1에 도시된 본 발명에 따른 전자식 전력량계(3)에 있어서 대기전력 계량 회로부(3a)가 미도시의 변류기와 계기용 변성기에 의해 검출하여 얻은 검출전류 값과 검출전압값을 승산하고 승산 결과값을 시간경과에 따라 적분하여 대기전력량을 계량할 수 있고, 대기전력 계량 회로부(3a)가 계량한 대기전력량은 표시부(3f)에 전달되어 표시될 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 대기전력 차단이 가능한 전자식 전력량계의 제어방법중 단계 1(S1)과 단계 2(S2)의 수행에 의해서, 결과적으로 대기전력 사용량을 표시하여 전기가 낭비되고 있는 것을 전력 사용자에게 알려줌으로써 대기전력 소모를 사용자가 직접 차단하도록 유도할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 대기전력 차단이 가능한 전자식 전력량계의 제어방법은 단계 3(S3)과 단계 4(S4)를 추가하여 포함할 수 있다.
단계 3(S3)에서, 부하기기가 오프되었을 때 설정시간이 경과되었는지 결정한다. 즉, 도 1에 도시된 본 발명에 따른 전자식 전력량계(3)에 있어서, 시간 설정부(3c)가 제공하는 설정시간 데이터와 예컨대 마이크로프로세서에 포함되는 리얼 타임 클록(real time clock)을 이용해서 제어부(3e)가 설정시간의 경과여부를 결정할 수 있다.
다음 단계 4(S4)에서, 도 1을 참조하여, 전원(1)으로부터 부하기기(2)로의 전원공급을 차단할 수 있는 스위치, 즉 스위치부(3b)가 준비된 상태에서, 설정시간이 경과되었을 때 차단위치로 절환하도록 스위치부(3b)를 제어한다. 즉, 도 1에 도 시된 본 발명에 따른 전자식 전력량계(3)에 있어서, 시간 설정부(3c)가 제공하는 설정시간 데이터와 예컨대 마이크로프로세서에 포함되는 리얼 타임 클록(real time clock)을 이용해서 제어부(3e)가 설정시간의 경과를 결정했을 때, 제어부(3e)는 스위치부(3b)를 전원(1)으로부터 부하기기(2)로의 전원공급을 차단하는 차단위치로 절환하도록 제어한다. 더욱 상세히, 제어부(3e)는 스위치부(3b)를 구성하는 릴레이의 여자코일을 자화하도록 전기신호를 출력하고, 그에 따라 여자코일의 자화에 따라 상시폐로접점이 개방위치로 구동되어 전원(1)으로부터 부하기기(2)로의 전원공급이 차단될 수 있다.
본 발명에 따른 대기전력 차단이 가능한 전자식 전력량계의 제어방법은 단계 5(S5)과 단계 6(S6)를 추가하여 포함할 수 있다.
단계 5(S5)에서, 도 1을 참조하여, 전원공급의 재개를 전자식 전력량계(3)에 요구하기 위한 리셋 스위치(reset switch)(3d)가 준비된 상태에서, 리셋 스위치(3d)의 조작을 검출한다. 즉, 도 1에 도시된 본 발명에 따른 전자식 전력량계(3)에 있어서, 리셋 스위치(3d)를 포함하는 본 발명에 따른 전자식 전력량계(3)에 있어서, 제어부(3e)는 리셋 스위치(3d)의 조작을 검출한다. 이러한 리셋 스위치(3d)의 조작 검출은 리셋 스위치(3d)와 접속되는 제어부(3e)의 입력단에 인가되는 전압의 변화에 의해 검출할 수 있다. 즉, 사용자가 부하기기(2)의 온 조작을 위해 다시 말해 예컨대 텔레비젼을 다시 켜기 위해 리셋 스위치(3d)를 조작하면, 이러한 리셋 스위치(3d)의 조작에 따라 리셋 스위치(3d)와 접속되는 제어부(3e)의 입력단에 인가되는 전압이 낮은 수준으로 변화(요구신호를 의미함)하며, 그에 따라 제어부(3e)는 리셋 스위치(3d)의 조작을 검출, 다시말해 리셋 스위치(3d)가 조작되된 것으로 결정할 수 있게 된다.
단계 6(S6)에서, 도 1을 참조하여, 리셋 스위치(3d)의 조작이 있을 때, 전원을 공급하는 공급위치로 상기 스위치를 제어한다. 즉, 도 1에 도시된 본 발명에 따른 전자식 전력량계(3)에 있어서, 제어부(3e)는 전원을 공급하는 공급위치로 절환하도록 스위치부(3b)를 제어한다. 더욱 상세히, 제어부(3e)는 스위치부(3b)를 구성하는 릴레이의 여자코일을 자화하던 전기신호의 출력을 중단하고, 그에 따라 여자코일이 소자됨에 따라 상시폐로접점이 다시 폐로위치로 구동되어 전원(1)으로부터 부하기기(2)로의 전원공급이 재개될 수 있다.
본 발명에 따른 전자식 전력량계 및 그의 제어방법은, 대기전력을 계량하여 이를 표시할 수 있으므로, 사용자에게 대기전력을 자발적으로 차단하도록 유도하여 대기전력의 낭비를 감축할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 전자식 전력량계 및 그의 제어방법은, 설정시간이 경과했을 때 전자식 전력량계가 스위치를 이용하여 대기전력을 자동으로 차단할 수 있으므로, 사용자가 대기전력을 차단하지 않더라도 설정시간이 경과되면 대기전력을 자동으로 차단할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 전자식 전력량계 및 그의 제어방법은, 리셋 스위치를 이용하여 대기전력 차단으로부터 전원 공급을 재개할 수 있어, 부하기기를 다시 온 시키는 데 어려움이 없는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 대기전력 차단이 가능한 전자식 전력량계를 포함하는 전원과 부하기기의 구성을 보여주는 블록 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 대기전력 차단이 가능한 전자식 전력량계의 제어방법을 보여주는 흐름도이다.
*도면의 주요부에 대한 부호의 설명
1: 전원 2: 부하기기
3: 전자식 전력량계 3a: 대기전력 계량 회로부
3b: 스위치 부 3c: 시간 설정부
3d: 리셋 스위치 3e: 제어부
3f: 표시부

Claims (6)

  1. 전자식 전력량계에 있어서,
    전원으로부터 부하기기로의 배선에 접속되고, 상기 배선의 전압에 근거하여 부하기기의 오프(off) 상태를 감지하고, 부하기기의 오프 상태를 감지했을 때 검출전압과 검출 전류와 경과시간에 따라 대기전력량을 연산하여 제공하는 대기전력 계량 회로부;
    상기 대기전력 계량 회로부에 접속되어, 상기 대기전력 계량 회로부가 제공하는 대기전력량을 표시하는 표시부;
    전원과 부하기기사이에 직렬로 접속되어, 부하기기로의 공급되는 전원을 차단하는 차단위치와 전원을 공급하는 공급위치로 절환가능한 스위치 부;
    상기 대기전력 계량 회로부 및 상기 스위치 부에 접속되어, 상기 대기전력 계량 회로부가 부하기기의 오프 상태를 감지한 신호를 출력하면, 설정된 시간이 경과했을 때 상기 스위치 부를 차단위치로 절환하도록 제어하고, 요구신호의 수신에 따라서 상기 스위치 부를 차단위치로부터 공급위치로 절환하도록 제어하는 제어부;
    상기 제어부에 접속되어, 상기 제어부에 상기 설정 시간 정보를 제공하기 위한 시간 설정부; 및
    상기 제어부에 접속되어, 상기 스위치 부를 차단위치로부터 공급위치로 절환하도록 상기 요구신호를 상기 제어부에 제공할 수 있는 리셋 스위치(reset switch) 부;를 포함하는 전자식 전력량계.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스위치 부는,
    상기 제어부의 제어에 따라서 여자(magnetizing) 또는 소자(demagnetizing)되는 여자코일과, 상기 여자코일의 자력에 의해 폐로 위치(closing position)로부터 개로 위치(open position)로 절환하는 상시 폐로 접점을 갖는 릴레이(relay)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계.
  4. 전자식 전력량계의 제어방법에 있어서,
    부하기기가 오프(off)되었는 지 검출하는 단계;
    부하기기가 오프되었을 때, 대기전력을 계량하고 표시하는 단계;
    부하기기가 오프되었을 때 설정시간이 경과되었는지 결정하는 단계; 및
    전원으로부터 부하기기로의 전원공급을 차단할 수 있는 스위치가 준비된 상태에서, 설정시간이 경과되었을 때 차단위치로 절환하도록 상기 스위치를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계의 제어방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    전원공급의 재개를 전자식 전력량계에 요구하기 위한 리셋 스위치(reset switch)가 준비된 상태에서, 리셋 스위치의 조작을 검출하는 단계; 및
    리셋 스위치의 조작이 있을 때, 전원을 공급하는 공급위치로 상기 스위치를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 전력량계의 제어방법.
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